Расчет противопожарного расстояния в Pyrosim

 Приветствую вас, уважаемые читатели блога!

В предыдущей статье мы познакомились с программой Pyrosim на примере частной задачи в области пожарной безопасности, а именно рассматривали способ моделирования пожара в здании с открытой и закрытой дверью в помещении с очагом пожара.

Весь объем решаемых с помощью Pyrosim задач перечислить практические невозможно, будем разбирать наиболее интересные и актуальные из них. В данной статье речь пойдет о том, как провести расчет противопожарного расстояния в Pyrosim.

Рассмотрим, как можно при помощи Pyrosim обосновать противопожарный разрыв между зданиями. В качестве примера рассмотрим два идентичных по объемно-планировочным и конструктивным решениям здания жилых домов, расстояние между которыми менее нормативного. Вместо положенных 15 м расстояние составляет всего 5 м в свету.

Напомню, что Пиросим позволяет создавать трехмерные модели зданий с конфигурацией любой сложности, а также задавать теплофизические параметры строительных конструкций и параметры окружающей среды.

В данном примере были созданы два двухэтажных здания, целиком состоящие из деревянных строительных конструкций. На первом и втором этажах располагаются жилые помещения, в которых располагается мебель.

Вот так выглядит второй этаж.

Так выглядит первый этаж (стрелкой показан очаг пожара).

Для строительных конструкций и мебели были заданы теплофизические параметры, а также условия, при которых происходит их воспламенение, удельная мощность тепловыделения при горении, параметры реакции горения и другие параметры. Для простоты температура воспламенения всех горючих материалов принята одинаковой и равной 300°С, удельная мощность тепловыделения принята постоянной.

В реальности быстрота воспламенения и скорость горения существенно зависит от падающего теплового потока, такие условия в Pyrosim также возможно задать через соответствующие параметры реакции горения.

В качестве очага пожара была принята горелка с растущей мощностью тепловыделения, которая размещается на первом этаже здания в одной из комнат.

В помещениях здания, которое в качестве примера будем «сжигать», было создано остекление в виде блоков, которые при расчетной температуре будут деактивироваться, т.е. удаляться из расчета. Тем самым будет достигнут эффект вскрытия остекления.

Вскрытие остекления будет происходить по логическому условию, заключающемуся в последовательном срабатывании трех тепловых датчиков, установленных у верхней кромки оконных проемов. Т.е. при достижении предельной температуры вскрытия остекления на всех трех датчиках принимается, что остекление вскроется и оконный проем станет открытым. В данном примере температура вскрытия принимается равной 350 град.

Вот таким образом располагаются тепловые датчики.

В реальности вскрытие остекленных проемов происходит по очень сложному вероятностному процессу, который начинается с появления трещин и далее сопровождается выпадением отдельных фрагментов. Другими словами, проем становится открытым по всей площади не мгновенно, этот процесс растянут во времени. Более точно процесс вскрытия остекления в Pyrosim можно задать, например, через создание нескольких фрагментов остекления и большего количества «инициирующих» вскрытие остекление тепловых датчиков.

Для моделирования ветра будет создана плоскость на границе расчетного домена с постоянной скоростью наддува, равная 3 м/с.

В качестве выходных параметров были выбраны температура и скорость в характерных плоскостях, а также температура и падающий тепловой поток на всех поверхностях модели. Вблизи внешней стены второго здания, на которое по замыслу должен распространяться пожар, были расставлены датчики для измерения температуры.

Вот такая расчетная модель у меня получилась.

После задания всех необходимых исходных параметров и выходных данных расчет был запущен. Расчет противопожарного расстояния в Pyrosim показал следующее.

От начального очага пожара горение распространилось на окружающие предметы обстановки и строительные конструкции, произошла общая вспышка и вскрытие остекления в помещении очага пожара. Затем горение распространилось в смежные помещения и по лестнице на второй этаж, затем на балкон и на кровлю.

Через некоторое время визуально и при помощи измеряемых параметров было зафиксировано распространение пожара на соседнее здание. Наличие ветра привело к выбросу пламени из оконных проемов в сторону облучаемого соседнего здания. На снимке это хорошо заметно.

Вырывающееся из окон пламя за счет сквозного потока практически касается соседнего здания, вот что показал снимок поля скоростей в характерной плоскости.

Вот так выглядит момент зажигания фасада соседнего здания в температурном поле (черным контуром выделена зона с превышением температуры воспламенения).

Воспламенение внешнего фасада соседнего здания и поля теплового потока выглядят следующим образом.

Как видим, расчет противопожарного расстояния в Pyrosim позволяет получить помимо нужного наглядного результата многочисленные расчетные данные, а также учесть влияние сложной объемно-планировочной конфигурации зданий и учесть влияние окружающих метеорологических условий.

В данной статье мы рассмотрели простой способ расчета противопожарных расстояний между зданиями с помощью Pyrosim, позволяющей быстро создавать исходные файлы для FDS, а также проводить визуализацию полученных результатов.

Да, чуть было не забыл, кроме красивых и наглядных картинок Pyrosim выдает и все необходимые графики величин, например как этот.

Спасибо за внимание, жду ваших комментариев! До встречи на блоге о пожарной безопасности!